Вантажопідйомність підшипника ковзання скінченної довжини

Визначимо загальну рівнодійну W гідростатодинамічних сил, що діють на шип вала в підшипнику – вантажопідйомність (вантажність) підшипника. При цьому для розрахунку вантажності підшипника скінченної довжини приймаємо Довжину підшипника у розрахунках приймемо

(СМД-14). Алгоритм і результат розрахунку наведено нижче:

Тобто, вантажнісь (здатність гідростатодинамічних сил протидіяти зовнішньому навантаженню) корінного підшипника двигуна СМД-14 становить W = 11,96·10⁵ Н, що більше максимального зовнішнього навантаження на підшипник, рівного 8,68·10⁵ Н.

У процесі експлуатації двигуна має місце зношування елементів спряження підшипник-вал і, як результат, зростання радіального зазору і відносного ексцентриситету вала в підшипнику.

Зростання радіального зазору в підшипнику веде до зміни параметрів функцій, які визначають величину гідродинамічного тиску таких як: ексцентриситет вала, параметр А= 6·µ·U·r / c² , що враховує конструктивні і технологічні особливості підшипника, режим його роботи, в’язкість мастила. Все це призводить до зміни основного показника роботи підшипника – вантажності.

Проведемо розрахунок радіальної ( ) рівнодійної гідростатодинамічних сил, віднесених до одиниці довжини підшипника, у залежності від радіального зазору в спряженні корінний підшипник-вал для двигуна СМД-14, а також значення функції, яка враховує скінченність довжини підшипника, для декількох значень відносного ексцентриситету.

Алгоритм розрахунку у спряженні підшипник-вал наведено нижче.

Результати розрахунку на ПК значень радіальної рівнодійної гідродинамічних сил (гідростатична складова F3 не залежать від величини зазору в підшипнику але включається в значення F_r) наведено у векторній формі. Значення радіальної рівнодійної по колу підшипника (у підшипників з незмінним положенням лінії центрів вона являється також рівнодійною) наведено нижче в Па.

Алгоритм визначення залежності вантажності підшипника від величини радіального зазору у спряженні підшипник-вал, чисельні розрахунки і графік залежності вантажності підшипника від радіального зазору наведено на рисунку 8.13.

Рисунок 8.13 – Залежність вантажності від величини радіального зазору в підшипнику

При використанні останнього алгоритма в системі MathCad у число вихідних даних і включаються у векторній формі.

З графіка на рисунку 8.13 видно, що зростання величини зазору в підшипнику веде до суттєвого падіння вантажності підшипника. Так, якщо при початковому зазорі с = 0,05 мм (новий двигун) вантажність підшипника становить приблизно 83 кН, то максимальне зовнішнє навантаження на підшипник (приблизно 51 кН) при зростанні зазору може бути зрівноважене вантажністю підшипника при радіальному зазорі с ≈ 0,15 мм.

Тобто, на стадії конструювання і виготовлення двигуна можна розрахувати гранично допустимй зазор у спряженні радіальний підшипник-вал.